本发明公开一种水下高频声层析观测模拟装置，包括模拟水槽单元、多基地换能器单元、环形温控单元和机架单元；所述模拟水槽单元安装在机架单元内，多基地换能器单元和环形温控单元位于模拟水槽单元内，用于模拟不同水下环境；所述多基地换能器单元包括换能器支架以及布置在换能器支架上的多个换能器；所述环形温控单元包括温度原件固定连接板，安装在温度原件固定连接板上的温控管路；所述模拟水槽单元包括水槽，与所述水槽连接的用于注水和排水的管路流通模块。本发明装置整体设计简单，操作简便，可以广泛运用于模拟各类的水下状态模拟，为海洋组网观测提供理论模拟基础，具有很好的前景。